Small-size buildings are not designed by professional structural engineers in Korea. Therefore, their seismic performance can not be exactly estimated because their member sizes and reinforcement may be over- or under-designed. A prescriptive design criteria for the small-size buildings exists, but it also provides over-designed structural members since structural analysis is not incorporated, so it is necessary to revise the prescriptive criteria. The goal of this study was to provide an information for the revision, which is seismic performance and capability of small-size reinforced concrete moment frame buildings. For the study, the state of existing small-size reinforce-concrete buildings such as member size and reinforcement was identified by investigating their structural drawings. Then, over-strength, ductility and response modification factor of the small-size reinforced concrete moment frame buildings were estimated by analytical approach along with seismic performance check. The result showed that they possess moderate over-strength and ductility, and may use slightly increased response modification factor.

최근에 요소망의 재구성이 불필요하고 균열의 가시화에 강점을 가지는 확장유한요소법(XFEM)을 이용한 균열 해석이 많이 연구되고 있지만 주로 단일재료로 이루어진 부재의 해석에 집중되어 있다. 본 논문에서는 복합재료 부재인 철근콘크리트보의 다중균열 해석에 확장유한요소법을 적용하며 그 적용성과 타당성을 살펴보았다. 확장유한요소해석 기능이 탑재된 상용해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 균열해석을 수행하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 확장유한요소법에서 인접요소에 동시에 균열이 발생할 경우 균열의 불연속성이 나타나지 않은 부가자유도 잠김 현상을 발견하였고 이에 대한 원인과 그 해결방안을 제시하였다. 또한 실험결과와 유사한 다중균열 발생을 위한 모델링 기법도 제시하였다. 확장유한요소법을 이용한 해석결과는 실험결과와 유사한 균열 양상 및 균열 간격을 보여 주었으며 하중-변위 관계에 있어서도 실험에 근접한 결과를 보여 주었다.

PURPOSES : The field application and performance of continuously reinforced concrete pavement (CRCP), constructed by using the mechanical tube-feeding method, are evaluated in this study. METHODS: The location of the rebar was evaluated by using the MIRA system. The early-age CRCP performance was evaluated via visual survey, in which the crack spacing and crack width were examined. RESULTS: The location of longitudinal reinforcing bars was evaluated via MIRA testing and the results showed that the longitudinal rebars all lie within a given tolerance limit (±2.5 cm) of the target elevation. In addition, owing to the low temperature when the concrete was pured, the crack spacing in the Dae-Gu direction is slightly wider than that of the Gwang-Ju direction. Almost all of the crack spacings lay within the range of 1.0 m~3.0 m. A crack width of <0.3 mm was measured at the pavement surface. However, as revealed by the field survey, the crack spacing was not correlated with the crack width. CONCLUSIONS : In CRCP constructed by using the mechanical tube-feeding method, almost all of the longitudinal reinforcing bars lay within the tolerance limit (2.5 cm) of the target elevation. The concrete-placing temperature affects the crack spacing, owing to variations in the zero-stress temperature. Crack survey results show that there is no correlation between the crack spacing and crack width in CRCP.

본 연구에서는 월성 중₩저준위방사성폐기물 처분시설의 내구성 및 한계수명을 예측하였다. 처분시설은 6개의 사일로로 구 성되어 있으며 지하수 포화대에 위치하고 있어 주변 지하수와 화학적 침식 등에 의한 열화에 노출되어 있으며, 장시간이 흐 르면 수리적 방벽으로서의 역할을 상실할 것으로 예상된다. 각각의 인자에 대한 열화시간을 평가한 결과 황산염 및 마그네 슘에 의한 콘크리트 열화속도는 1.308×10-3 cm/yr로 48,000 년 이상인 것으로 나타났으며, 수산화칼슘 침출에 의한 영향은 1,000 년의 기간 경과에서 수산화칼슘 유출 깊이는 1.5 cm이하로 상당히 오랜 시간이 소요되는 것으로 나타났다. 마지막으 로 염해에 의한 철근 부식의 경우 철근 부식개시기간이 1,648 년으로, 최종적으로 구조물이 한계수명 상태에 도달하는 시간 은 2,288 년인 것으로 예측되어 가장 민감한 인자로 평가되었다.

본 논문에서는 범용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 국내에서 사용되는 콘크리트벽돌을 조적채움벽으로 가진 철근콘크리트 골조를 대상으로 유한요소해석을 실시하였다. 해석대상은 순수골조, 채움벽의 두께가 0.5B인 골조, 두께가 1.0B인 골조의 3종류이다. 철근콘크리트 골조 및 채움벽의 재료특성은 재료시험 결과로부터 구하였으나 두께가 1.0B인 채움벽의 경우 벽돌의 쌓기방법의 차이에 의해 0.5B 두께의 실험체보다 4배 정도 증가된 인장강도를 사용하였다. 유한요소해석결과는 실험을 통해 구한 하중-변위관계 및 변위각에 따른 균열양상을 상당히 정확하게 예측하였다. 유한요소해석 결과의 분석을 통해 조적채움벽과 골조사이의 접촉응력 및 골조의 전단력과 휨모멘트를 산정하였다.

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a method for improving the accuracy of analysis results obtained from a twodimensional (2-D) numerical analysis model of continuously reinforced concrete pavement (CRCP). METHODS: The analysis results from the 2-D numerical model of CRCP are compared with those from more rigorous three-dimensional (3- D) models of CRCP, and the relationships between the results are recognized. In addition, the numerical analysis results are compared with the results obtained from field experiments. By performing these comparisons, the calibration factors used for the 2-D CRCP model are determined. RESULTS : The results from the comparisons between 2-D and 3-D CRCP analyses show that with the 2-D CRCP model, concrete stresses can be overestimated significantly, and crack widths can either be underestimated or overestimated by a slight margin depending on the assumption of plane stress or plane strain. The behaviors of crack width in field measurements are comparable to those obtained from the numerical model of CRCP. CONCLUSIONS: The accuracy of analysis results from the 2-D CRCP model can be improved significantly by applying calibration factors obtained from comparisons with 3-D analyses and field experiments.

This study investigates the performance of hollow precast segmental bridge columns with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed triangular reinforcement details are economically feasible and rational, and facilitate shorter construction periods. The precast segmental bridge columns provides an alternative to current cast-in-place systems. We tested a model of hollow precast segmental bridge columns under a constant axial load and a quasi-static, cyclically reversed horizontal load. We used a computer program, Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology (RCAHEST), for analysis of reinforced concrete structures. The used numerical method gives a realistic prediction of performance throughout the loading cycles for hollow precast segmental bridge column specimens investigated. As a result, proposed reinforcement details for material quantity reduction was equal to existing reinforcement details in terms of required performance.

This study investigates the seismic performance of new hollow reinforced concrete (RC) bridge piers with triangular reinforcement details. The developed triangular reinforcement details are economically feasible and rational, and facilitate shorter construction periods. We tested a model of new hollow RC bridge piers with triangular reinforcement details under a constant axial load and a quasi-static, cyclically reversed horizontal load. We used a computer program, Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology (RCAHEST), for analysis of RC structures. The used numerical method gives a realistic prediction of seismic performance throughout the loading cycles for several hollow pier specimens investigated. As a result, developed triangular reinforcement details for material quantity reduction was equal to existing reinforcement details in terms of required performance.

This paper has proposed a reinforcing method for damaged RC columns with SRF sheets and Aramid rods. In order to verify the effectiveness and performance, two original columns and two reinforced columns with SRF sheets and Aramid rods were developed and tested under lateral cyclic displacement and a constant axial load. The test showed that the improvement of energy dissipation capacity was increased in terms of strength and ductility. In addition, an analytical modeling of the standard specimens was proposed using Response-2000 and ZeusNL program. The results of analytical and experimental studies for two standard columns were compared in terms of loading-displacement curve and energy dissipation capacity based on the nonlinear static analysis.

In the moment frame subjected to earthquake loads, beam-column joint is structurally important for ductile behavior of a system. ACI Committee 352 proposed guidelines for designing beam-column joint details. The guidelines, however, need to be updated because of the lack of data regarding several factors that may improve the performance of joints. The purpose of this study is to investigate the seismic performance of reinforced concrete exterior joints with high-strength materials and unbonded tendons. Three specimens with different joint shear demand-to-strength ratios were constructed and tested, where headed bars were used to anchor the beam bars into the joint. All specimens showed satisfactory seismic behavior including moment strength of 1.3 times the nominal moment, ductile performance (ductility factor = at least 2.4), and sufficiently large dissipated energy.

기존 구조물의 손상평가에 관한 연구는 지진 등과 같은 과도한 하중에 의한 손상을 고려하였다. 그러나 구조물은 과도한 하중없이도 장기간의 시간에 따라 염화물, 탄성화 등과 같은 이유로 노후화가 진행되어 구조성능이 저하될 수 있다. 그래서 구조물의 건전도를 효과적으로 관리하기 위해서는 노후화에 의한 구조성능 저하도 검토되어야 한다. 본 연구에서는 염화물에 의한 철근의 부식을 노후화 요인으로 고려한다. 철근부식에 의한 재료의 구조성능 저하를 고려하기 위해 부식정도에 따른 철근의 단면적, 항복강도, 파단변형률, 피복 콘크리트 강도 등을 예측한다. 이를 구조모델링에 적용하여 구조부재 및 구조물의 구조성능 저하를 분석한다. 구조부재의 구조성능을 분석하기 위해 모멘트-곡률 해석을 수행한다. 구조물 레벨의 구조성능을 고려하기 위해, 고유치해석을 통한 고유주기와 모드형상을 분석한다. 또한 비선형 정적해석을 통해 구조물의 강도와 변형성능을 분석한다.

국내에 대규모로 시공되어 공용하고 있는 중부고속도로 CRCP 구간은 1987년 12월에 개통되어 일부 구 간에 보수를 수행하고 있으나 28년을 공용하고 있다. 중부고속도로 CRCP에 발생한 파손은 국부파손이 대부분을 차지하고 있다. 국부파손은 일정한 영역의 콘크리트가 여러 조각으로 분리되면서 함몰되는 형태 를 나타내고 이러한 부분을 보수한 것으로 판단되는 패칭이 여러 개소에서 관찰된다. 중부고속도로에서 발견된 국부파손과 펀치아웃 파손은 그 범위에 따라 유지관리에서 적용해야 할 보수방법이 다르며 향후 더 많은 숫자로 발생할 수 있으므로 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다. 중부선의 경우 줄눈 콘크리트 포장에 비해 양호한 상태를 나타내는 구간이 더 많이 존재하고 있으나 일 부에 국부파손으로 인해 상대적인 공용기간 단축이 발생하고 있다. 중부선 파손 원인을 파악하기 위한 상 세조사는 중부선의 양호한 공용상태로 인해 많이 이루어지지 않았으나 공용기간을 고려할 때 대비가 시급 한 실정이다. 본 연구에서는 중부선 파손유형과 원인 규명에 대한 기초조사의 하나로 코어를 채취하고 이에 대한 물 성분석을 수행하였고 상대적으로 파손이 빠르게 발생한 구간에 대한 현장조사를 수행하였다. 중부선 연속 철근 콘크리트의 공용상태 파악을 위해 파손상태가 크지 않은 지역에서 코어를 채취하고(2013년도) 깊이 에 따른 염화물량을 조사하였으며 그림 1과 같은 결과를 나타내었다. 중앙에서 채취한 코어는 깊이에 따 라 급격한 염화물 감소가 관찰되나 균열에 인접한 부분은 이보다 높은 염화물량이 관찰되어 철근위치가 높아질수록 염화물의 영향을 빨리 받을 수 있을 것으로 판단되었다. 중부선 연속철근 콘크리트 구간에서 국부파손이 발생하고 보수구간에 재파손이 발생한 개소(그림 2)에 대하여 현장조사를 수행하고 코어를 채취하였다. 조사 결과 설계 보다 철근이 상승되어 배근된 곳이 빈번 하게 발견되었고 해머를 통한 청음시험에서 들뜸이 추정되는 곳도 관찰되었다. 일부 구간에서 코어를 채 취하여 관찰한 결과 그림 3과 같이 철근 주변에서 수평균열이 발생하고 있어 들뜸의 원인으로 추정되었고 철근 부식 흔적도 관찰되었다. 현재 일부 개소에 대해 수행한 기초적인 현장조사를 통해서 볼 때 중부선 파손 원인은 시공 당시의 철 근배치와 밀접한 관련을 가지고 있고 이의 결과로 발생한 파손의 유형은 국부적인 파손이 주를 이루는 것 으로 판단되었다.

현재 국내에서 시행되고 있는 시멘트 콘크리트 포장의 형식은 줄눈 콘크리트 포장(이하 ʻJCPʼ : Jointed Concrete Pavement)이 대부분이다. JCP 공법은 시공경험이 풍부하고 타 공법에 비해 초기공사비가 저렴 하다는 점에서 가장 많이 쓰여 왔으나 줄눈부의 잦은 손상으로 인한 유지 보수가 필요하며 수축줄눈에 의한 승차감 불량 및 안전 등의 문제점이 발생하였다. 이에 대응하여 2012년부터 한국도로공사와 국토교통부에 서 연속철근콘크리트 포장(이하 ʻCRCPʼ : Continuously Reinforced Concrete Pavement)의 적용이 제안되 었으나 공법특성상 철근배근작업으로 인해 시공상에서 필연적으로 추가 작업 공간이 요구되므로 최근 설계 되고 시공되는 도로포장과 같이 교량과 터널 그리고 상․하행 분리구간에서는 기존 CRCP를 적용할 수 있는 구간은 실질적으로 매우 한정적이다. 이에 포장 공용성 증대를 위하여 JCP포장 위주에서 벗어나, CRCP 포장의 확대적용과 함께 기존 CRCP 공법 의 시공성 해결과 구조적 성능을 향상시킨 연속철근콘크리트 포장의 기계식 시공방법(이하 ʻMRCPʼ : Mechanical-placement Reinforced Concrete Pavement)을 개발하였다. MRCP 장비 및 공법을 이용하여 모 의시공 및 시험시공을 실시한 결과 포설효율 향상을 위한 필요성이 요구되어 추가적인 연구개발을 수행하였다. 연구개발은 기존 MRCP공법 시공시 투입되는 장비인 슬림폼페이버와 철근유도장치의 일체화를 통해 콘크리트 타설, 철근배근 공정을 단순화시키는 일체화 장비개발방향으로 수립하였으며 이에 따라 포설효 율 5~10% 향상, 센서를 통한 철근의 정밀시공 도입, 시공성 10% 향상 및 호퍼용량 개선과 철근이음방안 개선 등을 최종목표로 설정하여 수행하였다. 본 논문에서는 모의시공을 통해 일체화 장비를 이용한 연속철근 콘크리트포장의 기계식 시공방법 현장 검증을 실시하였으며 이를 통해 장비성능 및 공법의 현장검증(장비 작동여부, 철근배근상태, 등)을 실시 하였다. 수행 결과 일체화 장비의 포설 및 시공성 향상을 확인하였으며, 철근유도장비의 기계식 탈부착 및 철근배근 정확성을 검증하였다.

최근 고속도로에서 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)의 시공이 증가하면서, 구조적 파손에 대한 대책 마 련으로 CRCP의 공용성 증가가 예상되지만, 그림 1과 같이 스폴링이나 부분단면 파손과 같은 비구조적 파 손은 지속적으로 발생하고 있으며, 이에 대한 대책은 부족한 것으로 보인다. 이러한 비구조적 파손의 주 된 원인은 가로방향 균열 부근에서 굵은 골재와 모르타르 사이의 interface transition zone(ITZ)의 영향 으로 인해 분리되는 현상으로 알려져 있다. ITZ에서의 온도 및 수분변화로 인해 발생하는 응력상태나 손 상정도는 기존의 거시적 모델을 통해서는 나타낼 수 없기 때문에, CRCP에서 골재, 모르타르, ITZ 각각의 특성을 나타낼 수 있는 모델을 적용하였다. 굵은 골재는 원형으로 랜덤하게 분포하도록 가정하였고, 전체 콘크리트 대비 굵은 골재의 부피는 0.42, 모르타르와 굵은 골재 사이의 ITZ의 두께는 0.1mm로 가정하였 다. 두께 30cm, 길이 60cm의 CRCP 모델을 적용하였으며, 철근과 모르타르 간 bond-slip을 고려하였다. 가로방향 균열이 없는 재령초기와 가로방향 균열이 생긴 후 상태를 각각 고려하였으며, 모델링과 구조해 석은 상용프로그램인 DIANA를 사용하였다. 본 연구에서는 포장 깊이별 온도 및 수분 변화와 골재, 모르타르 및 ITZ 각각의 특성을 고려한 미시모 델을 통해 CRCP에서의 스폴링 발생 메커니즘을 분석하였다. 특히, 굵은 골재의 탄성계수 및 열팽창계수 의 영향과 ITZ의 강도에 의한 파손 양상을 측정하였다. 또한, 시공 후 초기 early-age와 수직균열 발생 후인 later-age로 나누어 해석하였다. 해석 결과에 따르면, 비구조적 파손은 굵은 골재의 탄성계수와 콘 크리트의 건조수축에 의한 영향을 가장 크게 받는 것으로 나타났다. 따라서, 낮은 탄성계수의 굵은 골재 를 사용하거나 콘크리트가 건조수축의 영향을 적게 받을수록 비구조적 파손이 적게 발생하며, CRCP 공 용성을 증대시킬 수 있을 것으로 예상된다.

Reinforced concrete shear walls are effective for resisting lateral loads imposed by wind or earthquakes. Observed damages of the shear wall in recent earthquakes in Chile(2010) and New Zealand(2011) exceeded expectations. Various analytical models have been proposed in order to incorporate such response features in predicting the inelastic response of RC shear walls. However, the model has not been implemented into widely available computer programs, and has not been sufficiently calibrated with and validated against extensive experimental data at both local and global response levels. In this study, reinforced concrete shear walls were modeled with fiber slices, where cross section and reinforcement details of shear walls can be arranged freely. Nonlinear analysis was performed by adding nonlinear shear spring elements that can represent shear deformation. This analysis result will be compared with the existing experiment results. To investigate the nonlinear behavior of reinforced concrete shear walls, reinforced concrete single shear walls with rectangular wall cross section were selected. The analysis results showed that the yield strength of the shear wall was approximately the same value as the experimental results. However, the yielding displacement of the shear wall was still higher in the experiment than the analysis. The analytical model used in this study is available for the analysis of shear wall subjected to high axial forces.

For small-size reinforce-concrete buildings, Midas Gen, OpenSees, and Perform-3D, which are structural analysis programs that are most popularly used at present, were applied for nonlinear static pushover analysis, and then difference between those programs was analyzed. Example buildings were limited to 2-story frames with irregular shaped walls. Analysis result showed that there were more differences than for frames only and frames with rectangular walls, but it was not so significant. Nevertheless, the capacity curve were different in some buildings, which is attributed to shape and location of walls, and feature of the analysis program. Especially, selection of automatic or manual input in Midas Gen, or nonlinear wall elements in Perform3D can affect the capacity curve and performance of the buildings. Therefore, the program users should understand the feature of the program well, and then conduct performance assessment. The result of this study is limited to low-story buildings so that it should be noted that it is possible to get different results for mid- to high-rise buildings.

For small-size reinforce-concrete buildings, Midas Gen, OpenSees, and Perform-3D, which are structural analysis programs that are most popularly used at present, were applied for nonlinear static pushover analysis, and then difference between those programs was analyzed. Example buildings were limited to 2-story frames only and frames with one or more rectangular walls. Analysis results showed that there was not much difference for frames only based on capacity curves. There were some differences for frames with rectangular walls, but it was not so significant. The global behaviors represented by the capacity curve were not so different, but the feature of each analysis program appeared when the results were analyzed in more detail. Therefore, the program users should understand the feature of the program well, and then conduct performance assessment. The result of this study is limited to low-story frames only and frames with rectangular walls so that it should be noted that it is possible to get different results for frames with non-rectangular walls or mid- to high-rise buildings.

최근들어 철근콘크리트 슬래브와 벽의 연결부에 적용 가능한 열교차단장치에 대한 연구가 다수 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 열교차단장치가 적용된 슬래브의 균열 전 탄성거동, 균열 후 항복거동 및 극한강도까지 적용이 가능한 해석모델을 제안하고, 실험결과와의 비교를 통하여 제안 모델의 정확도를 검증하고자 하였다. 해석모델은 변형률 적합조건과 힘의 평형개념을 적용하였으며, 이 때 구성 재료의 응력-변형률 관계는 재료실험 결과를 적용하였다. 해석모델의 신뢰성 검증을 위해 모멘트-곡률 관계, 하중단계에 따른 중립축을 실험결과와 비교하였으며, 제안된 해석모델은 실험결과로 획득한 전체적인 휨거동 양상과 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 저층 조적채움벽 철근콘크리트 골조 구조물의 내진보강 전과 후에 대하여 강제 진동 실험과 상시 진동 계측을 수행하였으며 시스템 식별과정을 통하여 구조물의 동특성을 구하고 해당 구조물과 유사한 동특성을 보이는 해석 모델을 만들었다. 시스템 식별 결과 댐퍼가 설치된 x방향의 감쇠비가 증가되었으며, 해석 모델과 비교한 결과 추가 설치된 부재들(전단벽과 댐퍼)의 유효 강성은 부재의 총단면 강성의 50%만이 발현되어 해당 부재들이 기존의 구조물이나 부재와 완전히 일체화되지는 않음을 알 수 있었다. 또한, 추가 설치된 기초의 y방향 구속조건을 핀으로 하여야 동특성을 일치시킬 수 있었는데, 이는 새로운 기초가 설치되며 해당 지질의 특성이 변화되었기 때문으로 보인다.